锚杆拉拔试验

1、煤矿锚杆（索）拉拔试验方法煤矿锚杆（索）拉拔试验方法吴 宇中国矿业大学中国矿业大学二二 一 五 年 十 一 月一 五 年 十 一 月1.1锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 锚杆拉拔试验属于传统的锚杆锚固质锚杆拉拔试验属于传统的锚杆锚固质量静力法检测。量静力法检测。 进行拉拔试验时，将液压千斤顶放在进行拉拔试验时，将液压千斤顶放在托板和螺母之间，拧紧螺母，施加一定托板和螺母之间，拧紧螺母，施加一定的预应力，然后用手动液压泵加压，同的预应力，然后用手动液压泵加压，同时记录液压表和位移计上的对应度数，时记录液压表和位移计上的对应度数，当压力或者位移读数达到预定值时，或当压力或者位移读数达到预定值时，或者当压

2、力计读数下降而位移计读数迅速者当压力计读数下降而位移计读数迅速增大时，停止加压，测试后，可整理出增大时，停止加压，测试后，可整理出锚杆的荷载锚杆的荷载- -位移曲线，进而分析得出位移曲线，进而分析得出锚杆的锚固质量。锚杆的锚固质量。 锚杆试验荷载位移曲线锚杆试验荷载位移曲线p基本规定基本规定 验收试验锚杆的数量应取锚杆总数的3%，且不得少于3根。n 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 锚杆锚固段浆体强度达到15MPa或达到设计强度等级的时75%可进行锚杆试验。加载装置(千斤顶、油泵)的额定压力必须大于试验压力，且试验前应进行标定。加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。计量仪表(测力计、位移计

3、)等应满足测试要求的精度。基本试验和蠕变试验锚杆数量不应少于3根，且试验锚杆材料尺寸及施工工艺应与工程锚杆相同。2.1 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 1.1锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 p基本试验基本试验 锚杆拉拔试验分为锚杆拉拔试验分为基本试验基本试验、验收试验验收试验和和蠕变试验蠕变试验。 n 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 基本试验最大的试基本试验最大的试验荷载不宜超过锚验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准杆杆体承载力标准值的值的0.90.9倍。倍。锚杆基本试验应采锚杆基本试验应采用循环加、卸荷载用循环加、卸荷载法，加荷等级与锚法，加荷等级与锚头位移测读间隔时头位移测读间隔时间应按表间应按表6.2-16.

4、2-1确确定。定。2.1 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 1.1锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 p基本试验基本试验 锚锚杆破坏杆破坏标标准准 后一后一级级荷荷载产载产生的生的锚头锚头位移增量位移增量达达到或超到或超过过前一前一级级荷荷载产载产生位移增量生位移增量的的2 2倍倍时时； 锚头锚头位移不位移不稳稳定；定； 锚锚杆杆体拉杆杆体拉断断。试验结果宜按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理，并绘制锚杆荷试验结果宜按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理，并绘制锚杆荷载载位移位移(Q-s)(Q-s)曲线，锚杆荷载曲线，锚杆荷载弹性位移弹性位移(Q-se)(Q-se)曲线和锚杆荷载曲线和锚杆荷载塑塑性位移性位移

5、(Q-sp)(Q-sp)曲线。曲线。锚杆弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的锚杆弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的80%80%，且不应大于自由，且不应大于自由段长度与段长度与1/21/2锚固段长度之和的弹性变形计算值。锚固段长度之和的弹性变形计算值。锚杆极限承载力取破坏荷载的前一级荷载，在最大试验荷载下未达到锚杆极限承载力取破坏荷载的前一级荷载，在最大试验荷载下未达到3 3规定的破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载。规定的破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载。1.1锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 p验收试验验收试验 n 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 最大最大试验试验荷荷载应载应取取锚锚杆杆轴轴向受

6、拉承向受拉承载载力力设计值设计值NuNu 锚锚杆杆验验收收试验试验加荷等加荷等级级及及锚头锚头位移位移测读间测读间隔隔时间应时间应符合下列符合下列规规定：定： 初始荷载宜取锚杆轴向拉力设初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的计值的0.10.1倍；倍； 加荷等级与观测时间宜按表加荷等级与观测时间宜按表6.26.2-2-2规定进行；规定进行； 在每级加荷等级观测时间内，在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不应少于测读锚头位移不应少于3 3次；次； 达到最大试验荷载后观测达到最大试验荷载后观测15min15min，卸荷至卸荷至0.1Nu0.1Nu并测读锚头位移。并测读锚头位移。1.1锚杆拉拔试验锚杆拉拔

7、试验 p验收试验验收试验 n 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 试验结果宜按每级荷载对应试验结果宜按每级荷载对应的锚头位移列表整理，并绘的锚头位移列表整理，并绘制锚杆荷载制锚杆荷载位移位移(Q-s)(Q-s)曲曲线。线。锚杆验收标准锚杆验收标准 在最大试验荷载作用在最大试验荷载作用下，锚头位移相对稳定；下，锚头位移相对稳定； 应符合基本试验第应符合基本试验第5 5条规定。条规定。1.1锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 p蠕变试验蠕变试验 n 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 （1）锚杆蠕变试验加荷等级与观测时间应满足表6.2-3的规定，在观测时间内荷载应保持恒定。（2）每级荷载按时间间隔1、2、3、4、5、10、15

8、、20、30、45、60、75、910min记录蠕变量。（3）试验结果宜按每级荷载在观测时间内不同时段的蠕变量列表整理，并绘制蠕变量-时间对数曲线，蠕变系数可由下式计算：)lg(1212ttssKc(4) 蠕变试验和验收标准为最后一级荷载作用下的蠕变系数小于2.0mm 2.1 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 1.1锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 p锚杆施工质量检测仪器锚杆施工质量检测仪器 n 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 对锚杆施工质量最主要的是拉拔试验。 锚杆测力计是进行拉拔试验和对锚杆施加预应力的主要工具。 1 锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验 p验证试验验证试验 n 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 预应力锚索拉拔试验

9、也有三种，分别为：预应力锚索拉拔试验也有三种，分别为：验证试验验证试验、适应性试验适应性试验和和验收试验验收试验。 该试验至少试验三根锚索，且最好与工作锚索在相同的地层中进行。1 1 最大控制荷最大控制荷载载为了安全，最大试验荷载应不大于锚索体材料强度标准值 的80。 ptkf2 2 荷荷载与载与位移位移 每次荷载应保持不少于1min的稳定时间，对于峰值荷载稳定时间应不少于15min，且隔5min测读一次位移。 2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 n 预应力锚索拉拔试验预应力锚索拉拔试验 2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 n锚索拉拔试验锚索拉拔试验 对于有丰富锚固经验的地层，第一循环可允许把锚索的荷载加

10、至 ptkf%60荷载增量可增加至 ptkf%102 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 n 预应力锚索拉拔试验预应力锚索拉拔试验 3 3 荷荷载时间关载时间关系的系的观测观测2.2 预应力锚索拉拔试验预应力锚索拉拔试验 2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 n 预应力锚索拉拔试验预应力锚索拉拔试验 4 4 位移位移与时间关与时间关系的系的观测观测 当排除了温度、结构位移、锚索体蠕变后位移任未达到稳定值，上述试验应予延长，其观测时间约7d一次，观测期直到位移为常值或已达到30d(取两者之小值)。 2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 n锚索拉拔试验锚索拉拔试验 5 5 锚锚索体自由索体自由长长度度 使用材料试验得到的弹

11、性模量，考虑温度、锚头放置和其他位移的影响，利用在 区段锚索的荷载与弹性变形曲线，即可计算出显性锚索体自由段长度。 ptkf%)80%5(2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 n 预应力锚索拉拔试验预应力锚索拉拔试验 6 6 锚锚索索评评价价通过验证试验，当符合以下各项条件时，即可认为锚索合格：(1) 显性自由段限值计计算出的算出的显显性自由段性自由段长长度不小于度不小于设计值设计值的的9090且不大于且不大于设计设计自由段加上自由段加上1/1/2 2锚锚固段固段长长度之和。度之和。当观测的自由段长度在上述限值之外时，应进行另外两轮循环的加载(加载至验证试验荷载)来观测荷载与位移关系的重复性，如果锚索

12、任处于弹性状态，也认为锚索合格。当考虑了温度，结构移动和锚索体蠕变后，观测的位移速率应不大于 e%1(初始锁定荷载损失为1时对应的锚索位移量)。 (2) 预应力损失速率 当考虑了温度，结构移动和锚索松弛后，观测的锁定荷载损失速率应小于1。(3) 位移速率2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 p适应性试验适应性试验 n锚索拉拔试验锚索拉拔试验 通过验证试验后的锚索在使用前应进行现场通过验证试验后的锚索在使用前应进行现场适应性试验，以检查锚索在特定现场条件下的适适应性试验，以检查锚索在特定现场条件下的适应性。试验锚索一般不少于应性。试验锚索一般不少于3 3根。根。 1 1 荷荷载载取取值值2 2 荷荷载载

13、增量增量与与位移位移对于单根张拉的分散型对于单根张拉的分散型锚索，在锚索，在5min5min和和15min15min的时间间隔内一般不易的时间间隔内一般不易读到其位移的整体变化，读到其位移的整体变化，因此应监测荷载的波动因此应监测荷载的波动情况。情况。临时锚索临时锚索 永久锚索永久锚索适应性试验采用的荷载增量和时间间隔适应性试验采用的荷载增量和时间间隔2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 p适应性试验适应性试验 3 3 荷载合格的判定方法荷载合格的判定方法 若考虑温度变化、锚固结构位移后，验证荷载在15min内降低不超过5%，可以认为锚索合格，若观测的荷载有较大的损失，则应对锚索进行另外两轮的加载循环

14、且观测其性能，如果在后两轮的加载循环时荷载的损失均未超过5，也可认为锚索合格。 4 4 位移蠕变合格判定位移蠕变合格判定可用千斤顶维持荷载可用千斤顶维持荷载15min15min后，记录锚头的位移，若蠕变不超过后，记录锚头的位移，若蠕变不超过 ，认为锚索合格，否则，按上一条规定做进一步试验。，认为锚索合格，否则，按上一条规定做进一步试验。2.2 预应力锚索拉拔试验预应力锚索拉拔试验 2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 p适应性试验适应性试验 5 5 锁锁定荷定荷载载的的观测时间观测时间2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 p适应性试验适应性试验 6 6 锁锁定荷定荷载载下的位移下的位移与时间与时间7 7 显显

15、性自由段性自由段长长度度8 8 锚锚索的索的评评价价 按验证试验评价方法，评价锚索。2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 p验收试验验收试验 n 预应力锚索拉拔试验预应力锚索拉拔试验 检查数量一般为锚索数量的5%5%10%10%。 1 验证荷载取值2 荷载增量与进时间隔的确定2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 p验收试验验收试验 使用相对精度为0.5%的精确量测设备，可在5min、15min、50min时观测锁定荷载。3 验证荷载的观测时间验证荷载的观测时间与现场适应性试验相同。4 位移合格判定与现场适应性试验相同。5 按荷载判定锚 索合格的标准2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 p验收试验验收试验 n 预应力锚索拉拔试验预应力锚索拉拔试验 7 显性自由段长度6 按位移锚索合格的标准2 锚索拉拔试验锚索拉拔试验 p验收试验验收试验 n 预应力锚索拉拔试验预应力锚索拉拔试验 通过试验的锚索，只要符合以下条件之一，即可通过试验的锚索，只要符合以下条件之一，即可认为锚索合格：认为锚索合格：(1)(1)位移或荷载读数次数合格，显性自由段合格。位移或荷载读数次数合格，显性自由段合格。荷载取值符合要求，荷